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公開番号2025030740
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2023136296
出願日2023-08-24
発明の名称光偏向器、電子機器
出願人スタンレー電気株式会社
代理人弁理士法人むつきパートナーズ
主分類G02B 26/08 20060101AFI20250228BHJP(光学)
要約【課題】可動ミラーの偏向角変化に対して静電容量が線形に変化する範囲を広げること。
【解決手段】反射面を有するミラーと、ミラーを揺動させる駆動部と、駆動部の動きを静電容量の変化により検出する検出部と、ミラー、駆動部及び検出部を支持するフレームとを含み、前記検出部は、前記駆動部の動きに関わって位置が変動する可動電極18bと、前記駆動部の動きに関わらない固定電極18aとを有し、当該可動電極と固定電極との間に前記静電容量を生じるように構成されており、前記フレームは、各々が半導体層である支持層51及び活性層53と、当該支持層と活性層の間に介在する絶縁層とを有しており、前記支持層の層厚が前記活性層の層厚よりも厚く、前記可動電極と前記固定電極は、各々、前記支持層の一部として構成されており、前記活性層は、前記駆動部を構成する部位と前記可動電極との間の電気的な接続を図るための導通部を有する、光偏向器である。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
反射面を有するミラーと、
前記ミラーを揺動させる駆動部と、
前記駆動部の動きを静電容量の変化により検出する検出部と、
前記ミラー、前記駆動部及び前記検出部を支持するフレームと、
を含み、
前記検出部は、前記駆動部の動きに関わって位置が変動する可動電極と、前記駆動部の動きに関わらない固定電極とを有し、当該可動電極と固定電極との間に前記静電容量を生じるように構成されており、
前記フレームは、各々が半導体層である支持層及び活性層と、当該支持層と活性層の間に介在する絶縁層とを有しており、前記支持層の層厚が前記活性層の層厚よりも厚く、
前記可動電極と前記固定電極は、各々、前記支持層の一部として構成されており、
前記活性層は、前記駆動部を構成する部位と前記可動電極との間の電気的な接続を図るための導通部を有する、
光偏向器。
続きを表示（約 530 文字）【請求項２】
前記導通部は、前記活性層の一部がカンチレバー構造に構成されたものである、
請求項１に記載の光偏向器。
【請求項３】
前記導通部は、開口を介して前記活性層と前記可動電極との間に導電膜が設けられたものである、
請求項１に記載の光偏向器。
【請求項４】
前記支持層の層厚が前記活性層の層厚の２倍以上である、
請求項１に記載の光偏向器。
【請求項５】
前記支持層は、前記固定電極に繋がる配線部として機能する第１部位と、当該第1部位以外の第２部位とを電気的に遮断するための切断部を有する、
請求項１に記載の光偏向器。
【請求項６】
前記切断部は、平面視においてクランク状に設けられている、
請求項５に記載の光偏向器。
【請求項７】
前記活性層は、前記検出部への信号入力に用いられる入力用パッドを有し、
前記支持層は、前記検出部での前記静電容量の変化に応じた検出信号を取り出すための検出用パッドを有する、
請求項１に記載の光偏向器。
【請求項８】
請求項１に記載の光偏向器を備える電子機器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、光偏向器、電子機器に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
入射するレーザ光を２次元方向に走査する光偏向器が知られている。光偏向器の従来例は、例えば国際公開第２０２２／２５９９１２号（特許文献１）に記載されている。このような光偏向器では、例えば可動ミラーに連動するように櫛歯電極を設け、櫛歯電極の位置変化を静電容量の変化として検出することで可動ミラーの偏向角を検出する。しかし、可動ミラーの偏向角変化に対して静電容量が線形に変化する範囲を広げるのが難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２２／２５９９１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示に係る具体的態様は、可動ミラーの偏向角変化に対して静電容量が線形に変化する範囲を広げることが可能な技術を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
［１］本開示に係る一態様の光偏向器は、
反射面を有するミラーと、
前記ミラーを揺動させる駆動部と、
前記駆動部の動きを静電容量の変化により検出する検出部と、
前記ミラー、前記駆動部及び前記検出部を支持するフレームと、
を含み、
前記検出部は、前記駆動部の動きに関わって位置が変動する可動電極と、前記駆動部の動きに関わらない固定電極とを有し、当該可動電極と固定電極との間に前記静電容量を生じるように構成されており、
前記フレームは、各々が半導体層である支持層及び活性層と、当該支持層と活性層の間に介在する絶縁層とを有しており、前記支持層の層厚が前記活性層の層厚よりも厚く、
前記可動電極と前記固定電極は、各々、前記支持層の一部として構成されており、
前記活性層は、前記駆動部を構成する部位と前記可動電極との間の電気的な接続を図るための導通部を有する、
光偏向器である。
［２］本開示に係る一態様の電子機器は、前記［１］の光偏向器を備える電子機器である。
【０００６】
上記構成によれば、可動ミラーの偏向角変化に対して静電容量が線形に変化する範囲を広げることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、一実施形態の光偏向器（光走査装置）の構成を示す平面図である。
図２は、一実施形態の光偏向器（光走査装置）の構成を示す平面図である。
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、偏向角検出部の付近を拡大して示した図である。
図４は、光偏光器の主要部分の構造を説明するための模式的な断面図である。
図５（Ａ）は、搬送波を入力するための入力用パッドから、静電容量Ｃｓ、Ｃｖを介して検出用ＧＮＤパッドへ至る電気回路を示す図である。図５（Ｂ）は、より詳細な電気回路を示す図である。
図６（Ａ）～図６（Ｅ）は、導通部の形成方法を説明するための図である。
図７（Ａ）～図７（Ｄ）は、導通部の他の形成方法を説明するための図である。
図８（Ａ）は、クランク状切断部の拡大図である。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示すＢ－Ｂ線での断面図であり、図８（Ｃ）は、図８（Ａ）に示すＣ－Ｃ線での断面図である。図８（Ｄ）は、比較例の切断部の断面図である。
図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、実施例の光偏向器の偏向角検出部における静電容量の計算結果を示す図である。
図１０は、実施例の光偏向器における固定電極及び可動電極の長さを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１及び図２は、一実施形態の光偏向器（光走査装置）１の構成を示す平面図である。本実施形態では、走査対象となるレーザ光が入射される側の面を表面とし、これと反対側の面を裏面とする。図１では表面側から見た平面図が示され、図２では裏面側から見た平面図が示されている。図示のように本実施形態の光偏向器１は、平面視において概ね左右対称な構造を有している。
【０００９】
光偏向器１は、主な構成として、反射部２、トーションバー３、内側圧電アクチュエータ４、内側枠部５、外側圧電アクチュエータ（駆動部）６、及びフレーム（外側枠部）７を備える。図示の左右方向をＸ軸、上下方向をＹ軸、光偏向器１の厚さ方向（紙面に直交する方向）をＺ軸と定義する。これらの軸は光偏向器１の中心において互いに直交するものとする。
【００１０】
反射部２は、平面視において略円形状の反射面を有する可動ミラーであり、内側圧電アクチュエータ４及び外側圧電アクチュエータ６によってＸ軸及びＹ軸回りに揺動可能に構成されている。このような反射部２によってレーザ光を反射させることで、反射部２へ入射させたレーザ光を２次元方向に走査することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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